Differential Methylation at Novel Putative Imprinting Control Regions on Chromosome 20 Associated with Childhood Obesity
Questo studio ha utilizzato un nuovo Human Imprintome Array su 586 neonati per identificare la metilazione differenziale in sette nuovi regioni di controllo dell'imprinting, in particolare sul cromosoma 20, nel sangue del cordone ombelicale che sono associati all'obesità infantile sostenuta e persistono fino all'infanzia più avanzata, suggerendo che questi schemi epigenetici potrebbero servire come biomarcatori precoci per il rischio di obesità.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
L'obesità infantile è una complessa sfida sanitaria che spesso inizia molto prima che un bambino accumuli un peso eccessivo. Gli scienziati sospettano da tempo che l'ambiente che un feto sperimenta nel grembo materno possa lasciare un segno duraturo sul modo in cui il suo corpo funziona più tardi nella vita. Questa idea, nota come origini dello sviluppo della salute e della malattia, suggerisce che le prime esposizioni allo stress, alla nutrizione o ad altri fattori possano alterare il modo in cui i geni vengono accesi o spenti. Queste alterazioni non sono cambiamenti al codice genetico stesso, ma piuttosto etichette chimiche attaccate al DNA che agiscono come manopole del volume per i geni. Un tipo specifico di queste etichette, chiamato metilazione del DNA, è particolarmente interessante perché può essere stabilito prima della nascita e rimanere stabile per tutta la vita di una persona. I ricercatori sono specialmente interessati a regioni del genoma chiamate regioni di controllo dell'imprinting. Questi sono interruttori speciali che assicurano che determinati geni siano espressi solo dal lato della madre o del padre, svolgendo un ruolo critico nella crescita e nel metabolismo. Se questi interruttori sono impostati in modo errato, potrebbero predisporre un bambino a problemi metabolici, inclusa l'obesità, ma trovare queste impostazioni specifiche alla nascita è stato difficile con la tecnologia più vecchia.
Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di trovare questi primi segnali biologici studiando un gruppo di 586 coppie madre-figlio della Carolina del Nord. Hanno raccolto sangue dal cordone ombelicale dei neonati al momento della nascita e hanno seguito i bambini per molti anni, monitorando la loro altezza e il loro peso per vedere chi è rimasto a un peso sano e chi ha sviluppato un'obesità sostenuta. Per ottenere un quadro più chiaro rispetto al passato, gli scienziati hanno utilizzato un nuovo strumento specializzato chiamato Human Imprintome Array. A differenza dei metodi più vecchi che esaminavano solo una minuscola frazione del genoma, questo strumento ha permesso loro di esaminare oltre mille specifiche regioni regolatorie attraverso l'intera mappa genetica. Cercavano differenze nelle etichette chimiche sul DNA alla nascita che potessero predire quali bambini avrebbero avuto difficoltà con il peso durante l'infanzia.
Lo studio ha rivelato che i bambini che hanno sviluppato un'obesità sostenuta, definita come un indice di massa corporea elevato per almeno l'80 percento delle misurazioni durante l'infanzia, mostravano differenze distinte nei modelli di metilazione del DNA alla nascita. Nello specifico, i ricercatori hanno identificato sette regioni specifiche sui cromosomi dove le etichette chimiche erano diverse tra i bambini con peso sano e quelli che sono diventati obesi. Sei di queste regioni erano situate sul cromosoma 20, un tratto di materiale genetico che non era stato precedentemente collegato all'obesità infantile in questo modo. Queste regioni si trovano vicino a geni che aiutano a regolare come il corpo cresce e utilizza l'energia. Le differenze erano sostanziali, con i livelli di metilazione che variavano tra il 2 e il 10 percento tra i due gruppi. Una di queste regioni era vicina a un noto gene coinvolto nei disturbi della crescita, mentre le altre erano vicine a sequenze genetiche appena identificate che i ricercatori sospettano agiscano come interruttori di controllo per i geni vicini.
Ciò che rende questi risultati particolarmente significativi è che questi modelli chimici non erano solo un segnale fugace. Quando i ricercatori hanno ricontrollato gli stessi bambini tra gli 8 e i 16 anni, le differenze nella metilazione del DNA in queste regioni specifiche erano rimaste in gran parte le stesse. Questa stabilità suggerisce che il segnale biologico sia impostato molto presto, probabilmente prima della nascita, e persista mentre il bambino cresce. Lo studio ha anche scoperto che quando hanno guardato specificamente i bambini nati da madri che erano obese prima della gravidanza, il numero di regioni associate è balzato a 54, suggerendo che il peso materno possa influenzare una gamma più ampia di questi interruttori genetici. Tuttavia, i ricercatori hanno osservato che questi risultati sono specifici per il gruppo studiato e che le regioni sul cromosoma 20, pur essendo fortemente collegate all'obesità in questo gruppo, devono essere confermate in altre popolazioni.
I ricercatori hanno anche esplorato cosa potrebbero fare queste regioni genetiche osservando le vie biologiche che influenzano. I geni vicino a questi marcatori sono coinvolti in una vasta gamma di funzioni, tra cui come il tessuto adiposo viene immagazzinato e bruciato, come il cervello controlla l'appetito e come il sistema immunitario comunica con il metabolismo del corpo. Ciò suggerisce che il rischio di obesità possa essere intrecciato in una complessa rete di sistemi che regolano l'energia e la crescita, piuttosto che essere causato da un singolo gene. Sebbene lo studio non offra ancora un modo per prevenire l'obesità, fornisce una nuova mappa su dove guardare. Identificando questi marcatori stabili alla nascita, gli scienziati sperano di comprendere eventualmente i primi passi nello sviluppo dell'obesità, portando potenzialmente a modi migliori per identificare i bambini a rischio prima che il problema diventi clinicamente evidente. Il lavoro evidenzia che i semi della salute metabolica vengono seminati precocemente e che il genoma contiene indizi che rimangono leggibili molto tempo dopo la nascita di un bambino.
Sommerso dagli articoli nel tuo campo?
Ricevi digest giornalieri degli articoli più recenti corrispondenti alle tue parole chiave di ricerca — con riassunti tecnici, nella tua lingua.